EP2813774A2 - Bouche d'extraction de gaz à débit simultanément variable en fonction de l'humidité et de la pression - Google Patents

Bouche d'extraction de gaz à débit simultanément variable en fonction de l'humidité et de la pression Download PDF

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EP2813774A2
EP2813774A2 EP14171838.7A EP14171838A EP2813774A2 EP 2813774 A2 EP2813774 A2 EP 2813774A2 EP 14171838 A EP14171838 A EP 14171838A EP 2813774 A2 EP2813774 A2 EP 2813774A2
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EP
European Patent Office
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extraction
membrane
stiffeners
housing
fixed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14171838.7A
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EP2813774A3 (fr
Inventor
Jean-Michel Fraisse
Florian Bouis
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VTI SAS
Original Assignee
VTI SAS
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Filing date
Publication date
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0008—Control or safety arrangements for air-humidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/75—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity for maintaining constant air flow rate or air velocity
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    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/14—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre
    • F24F2013/1493—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of tilting members, e.g. louvre using an elastic membrane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity

Definitions

  • the invention relates to a gas extraction mouth intended to be mounted in a partition of a lumen for example separating a room to ventilate a gas exhaust duct. More particularly, the invention relates to such an extraction mouth allowing the regulation of the flow rate of a gas extraction stream in function simultaneously, on the one hand the pressure difference between the part to be ventilated and the duct d evacuation and secondly the humidity prevailing in the room to be ventilated.
  • the ventilation of the inhabited premises has the function of renewing the air of these premises by admitting outside fresh air in the main rooms or dry rooms (for example living room, dining room, bedrooms) and evacuating the stale air of the rooms. service rooms or wet rooms (eg kitchen, bathroom, WC) via an evacuation pipe.
  • service rooms or wet rooms eg kitchen, bathroom, WC
  • the extraction mouth does not take into account the use of the room to ventilate and does not allow to take advantage of the full flow that could provide a strong depression to quickly evacuate a large amount of moist air as this is the case after using a bathroom for example.
  • the extraction mouth does not take into account the flow variation that can be caused by a variation of the pressure difference between the part to be ventilated and the exhaust duct.
  • the invention therefore aims to provide a gas extraction mouth which allows on the one hand a regulation of the extraction rate around an average flow rate recommended by the standards according to the characteristics of the parts to be ventilated, without the flow is less than a minimal imposed flow rate or so important that it causes an excessive loss of energy, and this, regardless of the pressure difference between the exhaust duct and the room to be ventilated, and secondly that allows to increase this flow rate when the room is used according to the humidity content in the extracted air flow or to reduce it if the room is not used.
  • the invention also aims to provide such an extraction mouthpiece that is robust, resistant to greasy pollutants or chemical and reliable over time.
  • the hydrophobic sheet behaves like a recessed plate along one of its edges and subjected to a bending moment by a distributed load corresponding to the difference in pressure between its upstream face, exposed to the pressure in the room and its downstream face exposed to the lower pressure in the exhaust duct.
  • the membrane When the pressure difference between the inside of the service room where the extraction opening and the evacuation duct is increased, the bending moment exerted on the sheet and thus on the membrane, aims to flatten the latter. on the openings, thus decreasing the air passage and realizing a flow control as a function of the pressure difference. Therefore, in the absence of any deformation related to the elongation of the stiffeners, the membrane has a curvature whose concavity is turned towards the downstream face of the hydrophobic sheet.
  • the plane of bending of the sheet is called a plane orthogonal to the surface thereof in which the radius of curvature of the sheet due to the flexion related to the pressure difference is maximum.
  • This bending plane is generally orthogonal to the direction of the edge along which the membrane is embedded on the housing.
  • the bending plane may be orthogonal to the crosspiece on which the membrane is supported.
  • the lengthening of the stiffeners when the humidity of the extraction flow increases tends to deform the membrane. Indeed, the length of the stiffener along its main axis increases depending on the humidity while the size of the hydrophobic sheet, along the same axis, remains unchanged.
  • the membrane therefore tends to "roll up” by having a radius of curvature, in a plane orthogonal to the membrane passing through the main axis of the stiffener, whose concavity is turned towards the upstream face of the hydrophobic sheet in the absence any deformation related to the bending of said sheet under the effect of the extraction stream.
  • the line of curvature of the membrane taken in the plane normal to the surface thereof containing the main axis of one of the stiffeners is a combination of the curvature taken by the membrane under the effect of bending related to the extraction flow and the curvature imposed by the extension of the stiffener along its main axis. Therefore, the extraction rate of the extraction mouth is a function of the two variables humidity and pressure difference.
  • each stiffener is made in the form of a band of hydrophilic material with a width of between 10 mm and 20 mm and a thickness of between 50 ⁇ m and 150 ⁇ m.
  • the inherent stiffness of the strips of hydrophilic material is relatively small and only affects the curvature of the membrane by a magnitude of a lower order than the influence of the elongation of these bands as a function of moisture.
  • This embodiment is also particularly advantageous when the elongation of the hydrophilic material is not isotropic: the strips are then cut so that their main axis corresponds to the axis of greater elongation of the material depending on the humidity.
  • the stiffeners extend over a length identical to the width of the hydrophobic sheet or the wing thereof. They can be shorter.
  • each stiffener is fixed on the hydrophobic sheet by gluing over the entire length of the stiffener or by spot bonding distributed over the entire length of the stiffener or by gluing to the ends of the stiffener. Bonding the entire length of the stiffener allows better control of the curvature of the membrane at a cost of higher cost.
  • the bonding may be effected by means of polyurethane or acrylic glues, for example, deposited in points or in adhesive films.
  • the main axis of the stiffeners is oriented perpendicular to a line of attachment of the membrane on the housing.
  • This embodiment is generally the most economical, the stiffeners being fixed at the same time as the hydrophobic sheet along the line of attachment of the membrane.
  • the main axis of the stiffeners is also oriented parallel to a bending plane of the membrane under the effect of the pressure difference.
  • the effect of moisture on the stiffeners is directly antagonistic to the bending of the membrane as a function of the pressure difference.
  • the membrane is fixed on a central cross-member of the housing and comprises two wings extending cantilevered on either side of the cross-member, the stiffeners being formed of two strips orthogonal to said cross-member and extending substantially from one edge to the other of the membrane.
  • the adjustment of the extraction flow is effected not only in a direction orthogonal to the plane of the partition on which the housing is fixed, but also in a plane parallel to the plane of the wall, by orifices placed laterally on the periphery of the housing. This configuration makes it possible to achieve high flow rates as a function of the pressure difference as a function of the humidity.
  • the membrane is in two parts, each part being fixed on an inner rim of the housing on both sides. other of a central cross member, and forming a wing extending cantilever in the direction of said central cross, each wing having at least two stiffeners extending orthogonally to said flange.
  • the extraction opening is made in the center of the housing, parallel to the cross-member.
  • the stiffeners of the two wings can be different which allows to have adjustable control ranges more finely. Such an arrangement is particularly suitable for extraction mouths operating under a small difference in pressure.
  • the main axis of the stiffeners is also oriented orthogonally to a bending plane of the membrane under the effect of the pressure difference.
  • the influence of the stiffeners as a function of the humidity is all the greater as one moves away from the line of attachment of the membrane.
  • the membrane is fixed to an inner rim of the housing, orthogonal to a central cross member on which the membrane rests and the stiffeners are parallel to the central cross member on either side thereof.
  • the membrane is moved away from the central web opposite its fixing line in the presence of high humidity, thus increasing the extraction rate.
  • the stiffeners are made in the form of strips of hydrophilic material whose main axis is oriented obliquely with respect to a line of attachment of the membrane.
  • Such an arrangement allows to act mainly on the corners of a substantially rectangular membrane and to aim to raise them in the presence of moisture.
  • Such a provision is more particularly adapted to a regulation in which the hygrometry factor is less priority than the pressure difference.
  • the invention also relates to an extraction mouth characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • the extraction mouth 1 of the figure 1 comprises a housing 2 forming a substantially rectangular frame within which extends a trellis 3 having central openings 4 on either side of a central longitudinal crossbar 5.
  • the side walls 7 of the housing 2, parallel to the crosspiece 5, have lateral openings 6 communicating the interior and exterior of the case.
  • the housing 2 is adapted to be placed on a partition (not shown) facing a light thereof and to allow the circulation of an extraction flow in an extraction direction E represented by an arrow on the figure 1 .
  • a membrane 8 comprises a flexible and flexible sheet 9 of hydrophobic synthetic material, for example PET (polyethylene terephthalate) or PVC (polyvinyl chloride).
  • the hydrophobic foil 9 comprises a central fastening line 10 of elongated rectangular shape, extending substantially over the entire length of the sheet, adapted to be fixed on the crosspiece 5 of the housing 2 by means not shown such as screws or rivets, and two wings 11 extending on either side of this line 10.
  • the membrane 8 also comprises two stiffeners 12 in the form of rectangular strips of hydrophilic synthetic material, for example polyamide and preferably polyamide 6.6. These stiffeners have a width of the order of 10 to 20 mm for a thickness of between 50 microns and 150 microns.
  • the length of the stiffeners 12 is substantially equal to the width of the hydrophobic sheet 9.
  • the stiffeners 12 are glued to the face of the hydrophobic sheet 9 opposite the housing 2, that is to say on the downstream face in the direction extraction E of the extraction stream.
  • the stiffeners 12 are glued so that their main axis 13 is oriented perpendicularly to the line 10 for fixing the hydrophobic sheet 9 and the crosspiece 5.
  • Each stiffener 12 is placed symmetrically with respect to a median axis orthogonal to the line Fixing the hydrophobic sheet 9.
  • the bonding of the stiffeners 12 on the downstream face of the hydrophobic sheet 9 can be achieved by any means making it possible to make at least the ends of the stiffeners integral with the sheet, so that an elongation of the stiffeners has the effect of modifying the Bending radius of the membrane 8.
  • a bonding by interposition of a polyurethane or acrylic adhesive film between the hydrophobic sheet 9 and each stiffener makes it possible to make the hydrophobic sheet integral with the entire length of the stiffener and to make it more homogeneous. the influence of the lengthening of the stiffener on the curvature of the membrane.
  • a fixation by points along the main axis 13 of the stiffener may be employed, whether by a succession of points of glue or by a weld between the material of the hydrophobic sheet and that of the stiffener, by laser pulses. for example.
  • an extraction mouth is as follows: in the presence of a given pressure difference on either side of the membrane 8, and for a given moisture content of the flow extraction air, it takes a determined curvature, masking more or less the central openings 4.
  • the longitudinal edges of the membrane opposite the cross member 5 divide a portion of the flow of exhaust air passing through the openings 6.
  • an increase in the pressure difference tends to press the membrane more on the central openings and to reduce the flow through the lateral openings, increasing the pressure drop across the mouth of the body. 'extraction.
  • the elasticity of the membrane tends to straighten the wings thereof and to increase the flow of air through the side openings, thus reducing the pressure drop.
  • the flow rate is thus regulated as a function of the pressure difference, for a given humidity level.
  • FIGS. figures 5 and 6 A variant of this embodiment of the extraction mouth is shown in FIGS. figures 5 and 6 in which the elements having the same function as those of the figure 1 are designated by the same references, even if their shape is different.
  • the housing 2 is substantially identical to that of the figure 1 .
  • the lateral openings 6 of the figure 1 no longer useful, they have not been shown, but it is possible to use a housing having these openings without disturbing the function of the extraction mouth.
  • the housing 2 comprises along each side wall 7, inside the housing, a rim 14 for fixing the membrane.
  • the hydrophobic sheet 9 comprises two separate wings 11, each having a line 10 for attachment to a longitudinal edge.
  • On the face of each of the two wings 11 opposite the housing 2 are fixed three stiffeners 12 whose main axis is orthogonal to the line 10 of attachment.
  • Each wing thus equipped with stiffeners is fixed by its line 10 of attachment to the flange 14 of attachment, thus forming a membrane 8 in two parts, open in its middle, parallel to the crosspiece 5.
  • the membrane 8 is thus formed of two half cantilevered membranes.
  • this variant of the extraction mouth 1 is similar to that of the figure 1 in the presence of moisture, the elongation of the stiffeners 12 straightens each wing 11, increasing the air passage between the two half-membranes. During an increase in the pressure difference, the two half-membranes are pressed onto the mesh 3, thus masking the central openings 4.
  • This variant of the extraction mouth is particularly well adapted to operate with low pressure differences.
  • the stiffeners 12 are oriented so that their main axis 13 is orthogonal both to the line 10 for fixing the hydrophobic sheet 9, located in this embodiment on a transverse edge of the sheet, and to the plane of flexion of the leaf.
  • the hydrophobic sheet 9 is fixed on a flange 15 fixing orthogonal to the cross member 5 and bears thereon.
  • the wings 11 thus extend on either side of the crossbar 5 and their bending plane is substantially orthogonal thereto.
  • the stiffeners 12 are oriented parallel to the crossbar 5, and fixed symmetrically on either side thereof.
  • the diaphragm 8 is plated by its longitudinal central part on the crosspiece 5 and the regulation of the flow rate as a function of the pressure difference is carried out in a similar manner to the extraction mouth of the figure 1 by the elasticity of the wings 11.
  • the elongation of the stiffeners 12 causes a warping of the surface of the membrane 8 which deviates from the cross member 5 opposite the rim 15 to take a position 8 'as drawn in dashes on the figure 4 . It is therefore understood that the membrane is then removed from the openings in the housing and that the extraction rate increases with increasing humidity.
  • the stiffeners 12 are fixed to the hydrophobic sheet 9 so that their main axis 13 is oblique with respect to the line of attachment of the membrane.
  • the stiffeners 12 are formed of two strips of hydrophilic material crossing in their middle.
  • the stiffeners 12 may also be derived from a cut of a sheet of cross-shaped hydrophilic material in order to avoid an extra thickness in the crossing zone of the stiffeners.
  • the stiffeners are oriented so that their ends are oriented towards the opposite corners of the hydrophobic sheet 9.
  • This is fixed by its central fastening line, of elongated rectangular shape, extending substantially over the entire length of the sheet on the crossbar 5 of the housing 2 which is identical to that of the figure 1 .
  • the operation of the extraction mouth according to this embodiment of the invention is similar to that of the mouth illustrated in FIG. figure 1 , the membrane 8 having the same behavior in the presence of a pressure difference on either side of the partition on which is fixed the extraction mouth.
  • the elongation of the stiffeners 12 has the effect of lifting the corners of the hydrophobic sheet 9, thus increasing the flow rate extraction air.

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Abstract

L'invention concerne une bouche (1) d'extraction de gaz destinée à être montée dans une lumière d'une cloison, comprenant :
- un boitier (2) fixé à la cloison, doté d'ouvertures (4, 6) définissant un passage à travers le boitier pour la circulation d'un flux gazeux selon un sens d'extraction (E),
- une membrane (8) élastique en flexion, fixée au boitier selon une ligne (10) de fixation et s'étendant en regard d'au moins une partie des ouvertures,

caractérisée en ce que la membrane comprend :
• une feuille hydrophobe (9), élastique en flexion,
• au moins deux raidisseurs (12) de forme allongée, présentant un coefficient d'allongement en fonction de l'humidité supérieur à celui de la feuille hydrophobe (9),
• lesdits raidisseurs (12) étant fixés sur une face aval de la feuille hydrophobe (9), de manière à ce que l'allongement des raidisseurs en fonction de l'humidité du flux d'extraction s'oppose à une flexion de la membrane (8) vers l'aval sous l'effet dudit flux d'extraction.

Description

  • L'invention concerne une bouche d'extraction de gaz destinée à être montée dans une lumière d'une cloison séparant par exemple une pièce à ventiler d'un conduit d'évacuation de gaz. Plus particulièrement, l'invention concerne une telle bouche d'extraction permettant la régulation du débit d'un flux d'extraction de gaz en fonction simultanément, d'une part de l'écart de pression entre la pièce à ventiler et le conduit d'évacuation et d'autre part de l'humidité régnant dans la pièce à ventiler.
  • La ventilation des locaux habités a pour fonction de renouveler l'air de ces locaux en admettant de l'air frais extérieur dans les pièces principales ou pièces sèches (par exemple salon, salle à manger, chambres) et en évacuant l'air vicié des pièces de services ou pièces humides (par exemple cuisine, salle de bains, WC) via un conduit d'évacuation. Afin de minimiser la dépense énergétique nécessaire, dans les locaux chauffés, pour chauffer le flux d'air froid entrant, tout en conservant une salubrité de l'air présent dans les locaux, il convient de réguler le débit du flux d'extraction d'air en fonction de nombreux paramètres.
  • Il a donc été proposé des bouches d'extraction d'air réglables, soit en fonction de la différence de pression entre l'atmosphère intérieure et le conduit d'évacuation, soit en fonction de l'humidité, et plus précisément du taux d'hygrométrie, des pièces de service.
  • Cependant, dans le premier cas, la bouche d'extraction ne prend pas en compte l'utilisation du local à ventiler et ne permet pas de profiter du plein débit que pourrait procurer une forte dépression pour évacuer rapidement une grande quantité d'air humide comme c'est le cas après l'utilisation d'une salle de bain par exemple. Dans l'autre cas, la bouche d'extraction ne prend pas en compte la variation de débit qui peut être entrainée par une variation de la différence de pression entre la pièce à ventiler et le conduit d'évacuation.
  • On connait du document FR 2 729 746 une bouche d'extraction réglable comportant une membrane élastique suspendue à une traverse, ladite membrane venant buter, sous l'effet de la dépression, contre un fil tendu qui limite son déplacement. Selon ce document, le fil peut-être tendu manuellement ou par un organe mécanique externe en fonction de la température, de l'humidité ou encore d'un système d'horlogerie. Dans une telle bouche d'extraction, la position de la membrane (et donc le débit d'extraction) est exclusivement dictée par la dépression jusqu'à ce qu'elle vienne buter contre le fil tendu, puis la position de la membrane est exclusivement dictée par l'humidité (ou la température, l'heure et le réglage manuel).
  • L'invention vise donc à proposer une bouche d'extraction de gaz qui permette d'une part une régulation du débit d'extraction autour d'un débit moyen recommandé par les normes en fonction des caractéristiques des pièces à ventiler, sans que le débit soit inférieur à un débit minimal imposé ou tellement important qu'il entraine une déperdition d'énergie exagérée, et ce, quelle que soit la différence de pression entre le conduit d'évacuation et la pièce à ventiler, et d'autre part qui permette d'augmenter ce débit lorsque la pièce est utilisée en fonction du taux d'humidité contenu dans le flux d'air extrait ou de le réduire si la pièce est inutilisée.
  • Elle vise également à proposer une telle bouche d'extraction qui soit simple et peu couteuse à réaliser.
  • L'invention vise en outre à proposer une telle bouche d'extraction qui soit robuste, résistante aux polluants gras ou chimiques et fiable dans le temps.
  • Pour ce faire, l'invention concerne une bouche d'extraction de gaz destinée à être montée dans une lumière d'une cloison, comprenant :
    • un boitier adapté pour pouvoir être fixé à la cloison de manière à couvrir la lumière de la cloison, doté d'ouvertures définissant un passage à travers le boitier pour la circulation d'un flux gazeux, dit flux d'extraction, selon une direction globale dite direction d'extraction et un sens dit sens d'extraction,
    • une membrane élastique en flexion, fixée au boitier selon une ligne de fixation et s'étendant en regard d'au moins une partie des ouvertures,
      caractérisée en ce que la membrane comprend :
      • une feuille, dite feuille hydrophobe, élastique en flexion en un matériau hydrophobe,
      • au moins deux raidisseurs de forme allongée selon un axe principal, en matériau hydrophile présentant un coefficient d'allongement en fonction de l'humidité, selon ledit axe principal, supérieur à celui du matériau de la feuille hydrophobe,
      • lesdits raidisseurs étant fixés sur une face, dite face aval, de la feuille hydrophobe située vers l'aval dans le sens d'extraction, de manière à ce que l'allongement des raidisseurs en fonction de l'humidité du flux d'extraction s'oppose à une flexion de la membrane vers l'aval sous l'effet dudit flux d'extraction.
  • En dehors de toute modification de forme liée aux raidisseurs et au taux d'humidité, la feuille hydrophobe se comporte comme une plaque encastrée le long d'un de ses bords et soumise à un moment de flexion par une charge répartie correspondant à la différence de pression entre sa face amont, exposée à la pression régnant dans la pièce et sa face aval exposée à la pression plus faible régnant dans le conduit d'évacuation.
  • Lorsque la différence de pression entre l'intérieur de la pièce de service où est installée la bouche d'extraction et le conduit d'évacuation augmente, le moment de flexion exercé sur la feuille et donc sur la membrane, vise à plaquer celle-ci sur les ouvertures, diminuant ainsi le passage d'air et réalisant une régulation du débit en fonction de la différence de pression. De ce fait, en l'absence de toute déformation liée à l'allongement des raidisseurs, la membrane présente une courbure dont la concavité est tournée vers la face aval de la feuille hydrophobe.
  • Dans la présente description, on appelle plan de flexion de la feuille un plan orthogonal à la surface de celle-ci dans lequel le rayon de courbure de la feuille en raison de la flexion liée à la différence de pression est maximal. Ce plan de flexion est en général orthogonal à la direction du bord le long duquel la membrane est encastrée sur le boitier. Cependant, dans certains cas, lorsque la membrane est fixée par un bord et vient en appui sur une traverse perpendiculaire à ce bord, le plan de flexion peut être orthogonal à la traverse sur laquelle la membrane prend appui.
  • L'allongement des raidisseurs lorsque l'humidité du flux d'extraction augmente, a tendance à déformer la membrane. En effet, la longueur du raidisseur selon son axe principal augmente en fonction de l'humidité alors que la dimension de la feuille hydrophobe, selon le même axe, reste inchangée. La membrane a donc tendance à se "retrousser" en présentant un rayon de courbure, dans un plan orthogonal à la membrane passant par l'axe principal du raidisseur, dont la concavité est tournée vers la face amont de la feuille hydrophobe en l'absence de toute déformation liée à la flexion de ladite feuille sous l'effet du flux d'extraction.
  • Ainsi, la ligne de courbure de la membrane, prise dans le plan normal à la surface de celle-ci contenant l'axe principal de l'un des raidisseurs est une combinaison de la courbure prise par la membrane sous l'effet de la flexion liée au flux d'extraction et de la courbure imposée par l'allongement du raidisseur selon son axe principal. Dès lors, le débit d'extraction de la bouche d'extraction est une fonction des deux variables humidité et différence de pression.
  • Avantageusement et selon l'invention, chaque raidisseur est réalisé sous forme d'une bande de matériau hydrophile de largeur comprise entre 10 mm et 20 mm et d'épaisseur comprise entre 50 µm et 150 µm. Dans ce mode de réalisation, la raideur propre des bandes de matériau hydrophile est relativement faible et n'influe sur la courbure de la membrane que selon une magnitude d'un ordre inférieur à l'influence de l'allongement de ces bandes en fonction de l'humidité. Ce mode de réalisation est en outre particulièrement avantageux lorsque l'allongement du matériau hydrophile n'est pas isotrope : les bandes sont alors découpées de telle sorte que leur axe principal corresponde avec l'axe de plus grand allongement du matériau en fonction de l'humidité. Bien entendu, il n'est pas nécessaire que les raidisseurs s'étendent sur une longueur identique à la largeur de la feuille hydrophobe ou de l'aile de celle-ci. Ils peuvent être plus courts.
  • Avantageusement et selon l'invention, chaque raidisseur est fixé sur la feuille hydrophobe par un collage sur toute la longueur du raidisseur ou par un collage par points répartis sur toute la longueur du raidisseur ou encore par un collage aux extrémités du raidisseur. Un collage sur toute la longueur du raidisseur permet un meilleur contrôle de la courbure de la membrane au prix d'un coût plus élevé. Le collage peut être effectué au moyen de colles polyuréthanes ou acryliques par exemple, déposées en points ou en films de colle.
  • Avantageusement et selon l'invention, l'axe principal des raidisseurs est orienté perpendiculairement à une ligne de fixation de la membrane sur le boitier. Ce mode de réalisation est en général le plus économique, les raidisseurs étant fixés en même temps que la feuille hydrophobe le long de la ligne de fixation de la membrane.
  • Avantageusement et selon l'invention, l'axe principal des raidisseurs est également orienté parallèlement à un plan de flexion de la membrane sous l'effet de la différence de pression. De cette manière, l'effet de l'humidité sur les raidisseurs est directement antagoniste à la flexion de la membrane en fonction de la différence de pression.
  • Avantageusement et selon l'invention, la membrane est fixée sur une traverse centrale du boitier et comporte deux ailes s'étendant en porte à faux de part et d'autre de la traverse, les raidisseurs étant formés de deux bandes orthogonales à ladite traverse et s'étendant sensiblement d'un bord à l'autre de la membrane. Dans ce mode de réalisation préférentiel de la bouche d'extraction selon l'invention, le réglage du débit d'extraction s'effectue non seulement selon une direction orthogonale au plan de la cloison sur laquelle est fixé le boitier, mais également dans un plan parallèle au plan de la cloison, par des orifices placés latéralement sur la périphérie du boitier. Cette configuration permet d'atteindre des débits élevés tant en fonction de la différence de pression qu'en fonction de l'humidité.
  • Avantageusement et selon l'invention, la membrane est en deux parties, chaque partie étant fixée sur un rebord intérieur du boitier de part et d'autre d'une traverse centrale, et formant une aile s'étendant en porte à faux en direction de ladite traverse centrale, chaque aile comportant au moins deux raidisseurs s'étendant orthogonalement audit rebord. Dans ce mode de réalisation, l'ouverture d'extraction s'effectue au centre du boitier, parallèlement à la traverse. Avantageusement, les raidisseurs des deux ailes peuvent être différents ce qui permet d'avoir des plages de régulation ajustables plus finement. Une telle disposition est particulièrement adaptée à des bouches d'extraction fonctionnant sous une faible différence de pression.
  • Avantageusement et selon l'invention, l'axe principal des raidisseurs est également orienté orthogonalement à un plan de flexion de la membrane sous l'effet de la différence de pression. Dans ce mode de réalisation, l'influence des raidisseurs en fonction de l'humidité est d'autant plus grande que l'on s'éloigne de la ligne de fixation de la membrane. Cette disposition qui permet une forme de membrane en surface gauche, notamment en "selle de cheval" permet d'adapter la combinaison de réglage humidité / différence de pression en fonction de formes de boitier différentes et permet la réalisation de bouches d'extraction présentant une esthétique différente. Cette disposition est plus particulièrement favorable à une régulation prioritaire sur l'hygrométrie et est donc adaptée pour l'évacuation dans des pièces d'eau telles que des salles de bains.
  • Avantageusement et selon l'invention, la membrane est fixée à un rebord intérieur du boitier, orthogonal à une traverse centrale sur laquelle repose la membrane et les raidisseurs sont parallèles à la traverse centrale de part et d'autre de celle-ci. Ainsi, la membrane est écartée de la traverse centrale à l'opposé de sa ligne de fixation en présence de forte humidité, augmentant ainsi le débit d'extraction.
  • Avantageusement et selon l'invention, les raidisseurs sont réalisés sous forme de bandes de matériau hydrophile dont l'axe principal est orienté obliquement par rapport à une ligne de fixation de la membrane. Une telle disposition permet d'agir principalement sur les coins d'une membrane sensiblement rectangulaire et de viser à les relever en présence d'humidité. Une telle disposition est plus particulièrement adaptée à une régulation dans laquelle le facteur hygrométrie est moins prioritaire que la différence de pression.
  • L'invention concerne également une bouche d'extraction caractérisée en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
  • D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au vu de la description qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente une perspective éclatée d'une bouche d'extraction selon l'invention dans laquelle l'axe principal des raidisseurs est orthogonal à la ligne de fixation de la membrane,
    • la figure 2 représente une perspective éclatée d'une bouche d'extraction selon l'invention dans laquelle l'axe principal des raidisseurs est oblique par rapport à la ligne de fixation de la membrane,
    • la figure 3 représente une perspective éclatée d'une bouche d'extraction selon l'invention dans laquelle l'axe principal des raidisseurs est orthogonal à la ligne de fixation de la membrane, et orthogonal au plan de flexion de la membrane,
    • la figure 4 est une coupe de la bouche d'extraction de la figure 3 passant par l'axe principal de l'un des raidisseurs,
    • la figure 5 est une perspective éclatée d'une variante de la bouche d'extraction selon l'invention dans laquelle l'axe principal des raidisseurs est orthogonal à la ligne de fixation de la membrane, et
    • la figure 6 est une vue en coupe transversale de la bouche d'extraction de la figure 5.
  • La bouche d'extraction 1 de la figure 1 comprend un boitier 2 formant un cadre sensiblement rectangulaire à l'intérieur duquel s'étend un treillis 3 comportant des ouvertures centrales 4 de part et d'autre d'une traverse 5 longitudinale centrale. Les parois latérales 7 du boitier 2, parallèles à la traverse 5, comportent des ouvertures latérales 6 faisant communiquer l'intérieur et l'extérieur du boitier. Le boitier 2 est adapté pour être placé sur une cloison (non représentée) en regard d'une lumière de celle-ci et pour permettre la circulation d'un flux d'extraction dans un sens d'extraction E représenté par une flèche sur la figure 1.
  • Une membrane 8 comprend une feuille 9 souple et flexible en matière synthétique hydrophobe, par exemple en PET (polyéthylène téréphtalate) ou en PVC (polychlorure de vinyle). La feuille hydrophobe 9 comprend une ligne 10 centrale de fixation, de forme rectangulaire allongée, s'étendant sensiblement sur toute la longueur de la feuille, adaptée pour être fixée sur la traverse 5 du boitier 2 par des moyens non représentés tels que des vis ou des rivets, et deux ailes 11 s'étendant de part et d'autre de cette ligne 10.
  • La membrane 8 comprend également deux raidisseurs 12 sous la forme de bandes rectangulaires de matière synthétique hydrophile, par exemple en polyamide et de préférence en polyamide 6.6. Ces raidisseurs présentent une largeur de l'ordre de 10 à 20 mm pour une épaisseur comprise entre 50 µm et 150µm. La longueur des raidisseurs 12 est sensiblement égale à la largeur de la feuille hydrophobe 9. Les raidisseurs 12 sont collés sur la face de la feuille hydrophobe 9 en regard du boitier 2, c'est-à-dire sur la face aval dans le sens d'extraction E du flux d'extraction. Les raidisseurs 12 sont collés de manière à ce que leur axe principal 13 soit orienté perpendiculairement à la ligne 10 de fixation de la feuille hydrophobe 9 et à la traverse 5. Chaque raidisseur 12 est placé symétriquement par rapport à un axe médian orthogonal à la ligne 10 de fixation de la feuille hydrophobe 9.
  • Le collage des raidisseurs 12 sur la face aval de la feuille hydrophobe 9 peut être réalisé par tout moyen permettant de rendre solidaire au moins les extrémités des raidisseurs avec la feuille, de manière à ce qu'un allongement des raidisseurs ait pour effet de modifier le rayon de courbure de la membrane 8. En particulier, un collage par interposition d'un film de colle polyuréthane ou acrylique entre la feuille hydrophobe 9 et chaque raidisseur permet de rendre solidaire la feuille hydrophobe sur toute la longueur du raidisseur et de rendre plus homogène l'influence de l'allongement du raidisseur sur la courbure de la membrane. Cependant, une fixation par points le long de l'axe principal 13 du raidisseur peut être employée, que ce soit par une succession de points de colle ou par une soudure entre la matière de la feuille hydrophobe et celle du raidisseur, par des impulsions laser par exemple.
  • Le fonctionnement d'une bouche d'extraction selon ce mode de réalisation s'effectue comme suit : en présence d'une différence de pression donnée de part et d'autre de la membrane 8, et pour un taux d'humidité donné du flux d'air d'extraction, celle-ci prend une courbure déterminée, masquant plus ou moins les ouvertures centrales 4. Les bords longitudinaux de la membrane opposés à la traverse 5 divisent une partie du flux d'air d'extraction passant par les ouvertures latérales 6. Pour un taux d'humidité constant, une augmentation de la différence de pression tend à plaquer davantage la membrane sur les ouvertures centrales et à diminuer le flux passant par les ouvertures latérales, augmentant la perte de charge au travers de la bouche d'extraction. Lors d'une diminution de la différence de pression, l'élasticité de la membrane tend à redresser les ailes de celle-ci et à augmenter le passage du flux d'air par les ouvertures latérales, diminuant ainsi la perte de charge. On obtient ainsi une régulation du débit en fonction de la différence de pression, pour un taux d'humidité donné.
  • Lorsque ce taux d'humidité augmente, l'allongement des raidisseurs tend à redresser les ailes de la membrane et à diminuer la perte de charge au travers de la bouche d'extraction, augmentant ainsi le débit d'extraction pour une différence de pression donnée. À l'inverse, lorsque le taux d'humidité diminue, le rétrécissement relatif des raidisseurs entraine une augmentation de la courbure de la membrane et tend à plaquer davantage celle-ci sur les ouvertures centrales et à diminuer le flux passant par les ouvertures latérales, augmentant la perte de charge au travers de la bouche d'extraction. De ce fait, le débit d'extraction pour une différence de pression donnée diminue avec la diminution du taux d'humidité dans le flux d'extraction. On obtient ainsi, grâce à une bouche d'extraction selon l'invention, un débit d'extraction simultanément variable en fonction de l'humidité et de la différence de pression.
  • Une variante de ce mode de réalisation de la bouche d'extraction est représentée aux figures 5 et 6 dans lesquels les éléments ayant une même fonction que ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références, même si leur forme est différente.
  • Dans cette variante, le boitier 2 est sensiblement identique à celui de la figure 1. Les ouvertures latérales 6 de la figure 1 n'ayant plus d'utilité, elles n'ont pas été représentées, mais il est possible d'employer un boitier présentant ces ouvertures sans perturber la fonction de la bouche d'extraction. Le boitier 2 comporte le long de chaque paroi latérale 7, à l'intérieur du boitier, un rebord 14 de fixation de la membrane.
  • La feuille hydrophobe 9 comporte deux ailes 11 séparées, comportant chacune une ligne 10 de fixation sur un bord longitudinal. Sur la face de chacune des deux ailes 11 en regard du boitier 2 sont fixés trois raidisseurs 12 dont l'axe principal est orthogonal à la ligne 10 de fixation. Chaque aile ainsi équipée de raidisseurs est fixée par sa ligne 10 de fixation au rebord 14 de fixation, formant ainsi une membrane 8 en deux parties, ouverte en son milieu, parallèlement à la traverse 5. La membrane 8 est ainsi formée de deux demi-membranes en porte-à-faux.
  • Le fonctionnement de cette variante de la bouche d'extraction 1 est analogue à celui de la figure 1 : en présence d'humidité, l'allongement des raidisseurs 12 redresse chaque aile 11, augmentant le passage d'air entre les deux demi-membranes. Lors d'une augmentation de la différence de pression, les deux demi membranes sont plaquées sur le treillis 3, masquant ainsi les ouvertures centrales 4. Cette variante de la bouche d'extraction est particulièrement bien adaptée pour fonctionner avec des différences de pression faibles.
  • Dans un deuxième mode de réalisation de la bouche d'extraction selon l'invention, illustré aux figures 3 et 4, les raidisseurs 12 sont orientés de telle sorte que leur axe principal 13 soit orthogonal à la fois à la ligne 10 de fixation de la feuille hydrophobe 9, située dans ce mode de réalisation sur un bord transversal de la feuille, et au plan de flexion de la feuille.
  • En effet, la feuille hydrophobe 9 est fixée sur un rebord 15 de fixation orthogonal à la traverse 5 et vient en appui sur celle-ci. Les ailes 11 s'étendent ainsi de part et d'autre de la traverse 5 et leur plan de flexion est sensiblement orthogonal à celle-ci. Les raidisseurs 12 sont donc orientés parallèlement à la traverse 5, et fixés symétriquement de part et d'autre de celle-ci.
  • Pour un taux d'humidité minimal donné, la membrane 8 est plaquée par sa partie centrale longitudinale sur la traverse 5 et la régulation du débit en fonction de la différence de pression s'effectue de manière analogue à la bouche d'extraction de la figure 1, par l'élasticité des ailes 11. Lors d'une augmentation du taux d'humidité, l'allongement des raidisseurs 12 entraine un gauchissement de la surface de la membrane 8 qui s'écarte de la traverse 5 à l'opposé du rebord 15 de fixation pour prendre une position 8' telle que dessinée en tirets sur la figure 4. On comprend donc que la membrane est alors écartée des ouvertures ménagées dans le boitier et que le débit d'extraction augmente avec le taux d'humidité croissant.
  • Dans un troisième mode de réalisation de la bouche d'extraction selon l'invention, illustré à la figure 2, les raidisseurs 12 sont fixés à la feuille hydrophobe 9 de telle sorte que leur axe principal 13 soit oblique par rapport à la ligne de fixation de la membrane. Dans ce mode de réalisation, les raidisseurs 12 sont formés de deux bandes de matériau hydrophile se croisant en leur milieu. Bien entendu, les raidisseurs 12 peuvent également être issus d'une découpe d'une feuille de matériau hydrophile en forme de croix afin d'éviter une surépaisseur dans la zone de croisement des raidisseurs.
  • Préférentiellement, les raidisseurs sont orientés de telle sorte que leurs extrémités soient orientées en direction des coins opposés de la feuille hydrophobe 9. Celle-ci est fixée par sa ligne 10 de fixation centrale, de forme rectangulaire allongée, s'étendant sensiblement sur toute la longueur de la feuille sur la traverse 5 du boitier 2 qui est identique à celui de la figure 1. La membrane 8, constituée de la feuille hydrophobe 9 et des raidisseurs 12 fixés sur sa face en regard du boitier 2, comporte ainsi deux ailes en porte-à-faux de part et d'autre de la traverse centrale du boitier.
  • Le fonctionnement de la bouche d'extraction selon ce mode de réalisation de l'invention est analogue à celui de la bouche illustrée à la figure 1, la membrane 8 ayant un comportement identique en présence d'une différence de pression de part et d'autre de la cloison sur laquelle est fixée la bouche d'extraction. En présence d'une variation (augmentation par exemple) du taux d'humidité dans le flux d'air d'extraction, l'allongement des raidisseurs 12 a pour effet de soulever les coins de la feuille hydrophobe 9, augmentant ainsi le débit d'air d'extraction.
  • On a ainsi décrit différentes versions d'une bouche d'extraction d'air capable de réguler un débit d'air d'extraction à la fois et simultanément en fonction d'une différence de pression entre une pièce dans laquelle est installée la bouche d'extraction et un conduit d'extraction d'air et d'un taux d'humidité de l'air extrait.
  • Bien entendu, cette description est donnée à titre d'exemple illustratif uniquement et l'homme du métier pourra y apporter de nombreuses modifications sans sortir de la portée de l'invention, comme par exemple utiliser un nombre quelconque de raidisseurs, des raidisseurs surmoulés sur la feuille hydrophobe, des raidisseurs en forme de tresse, de grille ou de réseau de fils juxtaposés collés sur une membrane précontrainte en flexion, celle-ci se redressant lors de l'allongement de ces raidisseurs, ou encore d'autres modes de fixation de la membrane sur le boitier ou d'autres formes de boitier ou de membrane, par exemple comportant des jours ou des échancrures pour déterminer un débit minimum, tout en en conservant la fonction de régulation du débit en fonction de l'humidité et de la différence de pression.

Claims (12)

  1. Bouche (1) d'extraction de gaz destinée à être montée dans une lumière d'une cloison, comprenant :
    - un boitier (2) adapté pour pouvoir être fixé à la cloison de manière à couvrir la lumière de la cloison, doté d'ouvertures (4,6) définissant un passage à travers le boitier pour la circulation d'un flux gazeux, dit flux d'extraction, selon une direction globale dite direction d'extraction et un sens dit sens d'extraction (E),
    - une membrane (8) élastique en flexion, fixée au boitier selon une ligne (10) de fixation et s'étendant en regard d'au moins une partie des ouvertures,
    caractérisée en ce que la membrane comprend :
    • une feuille, dite feuille hydrophobe (9), élastique en flexion en un matériau hydrophobe,
    • au moins deux raidisseurs (12) de forme allongée selon un axe principal (13) en matériau hydrophile présentant un coefficient d'allongement en fonction de l'humidité, selon ledit axe principal, supérieur à celui du matériau de la feuille hydrophobe (9),
    • lesdits raidisseurs (12) étant fixés sur une face, dite face aval, de la feuille hydrophobe (9) située vers l'aval dans le sens d'extraction, de manière à ce que l'allongement des raidisseurs en fonction de l'humidité du flux d'extraction s'oppose à une flexion de la membrane (8) vers l'aval sous l'effet dudit flux d'extraction.
  2. Bouche d'extraction selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque raidisseur (12) est réalisé sous forme d'une bande de matériau hydrophile de largeur comprise entre 10 mm et 20 mm et d'épaisseur comprise entre 50 µm et 150 µm.
  3. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque raidisseur (12) est fixé sur la feuille hydrophobe (9) par un collage sur toute la longueur du raidisseur.
  4. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque raidisseur (12) est fixé sur la feuille hydrophobe (9) par un collage par points répartis sur toute la longueur du raidisseur.
  5. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque raidisseur (12) est fixé sur la feuille hydrophobe (9) par un collage aux extrémités du raidisseur.
  6. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe principal (13) des raidisseurs (12) est orienté perpendiculairement à une ligne (10) de fixation de la membrane sur le boitier (2).
  7. Bouche d'extraction selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'axe principal (13) des raidisseurs (12) est également orienté parallèlement à un plan de flexion de la membrane (8) sous l'effet de la différence de pression.
  8. Bouche d'extraction selon la revendication 7, caractérisée en ce que la membrane (8) est fixée sur une traverse (5) centrale du boitier (2) et comporte deux ailes (11) s'étendant en porte à faux de part et d'autre de la traverse, les raidisseurs (12) étant formés de deux bandes orthogonales à ladite traverse et s'étendant sensiblement d'un bord à l'autre de la membrane.
  9. Bouche d'extraction selon la revendication 7, caractérisée en ce que la membrane (8) est en deux parties, chaque partie étant fixée sur un rebord (14) intérieur du boitier de part et d'autre d'une traverse (5) centrale, et formant une aile (11) s'étendant en porte à faux en direction de ladite traverse centrale, chaque aile comportant au moins deux raidisseurs (12) s'étendant orthogonalement audit rebord.
  10. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'axe principal (13) des raidisseurs (12) est également orienté orthogonalement à un plan de flexion de la membrane (8) sous l'effet de la différence de pression.
  11. Bouche d'extraction selon la revendication 10, caractérisée en ce que la membrane (8) est fixée à un rebord (15) intérieur du boitier, orthogonal à une traverse (5) centrale sur laquelle repose la membrane et en ce que les raidisseurs (12) sont parallèles à la traverse centrale de part et d'autre de celle-ci.
  12. Bouche d'extraction selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les raidisseurs (12) sont réalisés sous forme de bandes de matériau hydrophile dont l'axe principal (13) est orienté obliquement par rapport à une ligne (10) de fixation de la membrane (8).
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